引用本文: 晏斌林, 顧為麗, 杜娟, 周暉東. 慢性阻塞性肺疾病患者呼出氣冷凝液 IL-17、IL-10、8-iso-PG 的測定及臨床意義. 中國呼吸與危重監護雜志, 2017, 16(2): 142-146. doi: 10.7507/1671-6205.201609016 復制
慢性阻塞性肺疾病(簡稱慢阻肺)是一種常見而嚴重危害人類健康的呼吸系統疾病,病程長,患病率和病死率高。患者肺功能因為進行性惡化,而嚴重影響了患者的勞動能力和生活質量。慢阻肺目前居全球死亡原因的第 4 位[1]。慢阻肺的特征是氣流受限不完全可逆并呈進行性發展,可伴有氣道高反應性,其最突出的特征是持續性的氣道慢性炎癥[2]。慢阻肺無論是處于急性加重期還是穩定期,氣道炎癥都存在,只是程度不同。慢阻肺患者的發病與其體內細胞因子的調控失衡以及氣道氧化應激密切相關[3]。多項研究證實慢阻肺穩定期呼出氣冷凝液(EBC)中反映氣道炎癥、氧化應激的生物標志物高于健康人,而在慢阻肺急性加重期細胞因子水平則進一步升高。有關白細胞介素-17(IL-17)、IL-10、8-異前列腺素(8-iso-PG)與慢阻肺炎癥關系的臨床試驗較少,且多半局限于血清濃度的檢測,而未直接涉及到肺部炎癥的實際情況。本研究擬通過 EBC 中 IL-17、IL-10、8-iso-PG 濃度監測慢阻肺急性加重患者氣道炎癥的變化,探索相關炎性因子的變化及臨床意義。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
選擇 2015 年 3 月至 2016 年 8 月在深圳市第七人民醫院呼吸內科住院的慢阻肺急性加重患者30 例為慢阻肺急性加重組,均為吸煙或被動吸煙者;其中男 27 例,女 3 例;年齡 55~75 歲,平均年齡(67.4±7.7)歲。入選標準嚴格參照 2013 年中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組制訂的《慢性阻塞性肺疾病診療指南》診斷標準[2],據指南慢阻肺穩定期分組(A、B、C、D 組),男性患者中有 B 組 6 例,C 組 17 例,D 組 4 例;女性患者 3 例均為 C 組。排除標準:非慢阻肺急性加重的其他呼吸道疾病、人類免疫缺陷病毒(HIV)感染、不能配合、合并肺栓塞、充血性心力衰竭、氣胸、慢性腎功能衰竭長期透析患者。對照組 21 例,男 15 例,女 6 例;年齡 50~70 歲,平均年齡(63.1±7.3)歲;均來源于同期來我院體檢中心體檢的人群;均為非吸煙者;無慢阻肺病史,且近 2 個月無上呼吸道感染及肺部感染性疾病,胸部 X 線片、血常規、肺功能等檢查均正常。兩組年齡和性別情況差異無統計學意義。本研究通過了深圳市第七人民醫院倫理委員會的批準,所有研究對象經家屬簽署知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 EBC 收集 慢阻肺急性加重組按指南常規予以抗感染、解痙、平喘、口服和或霧化激素等治療 1~2 周達到慢阻肺緩解期。緩解期界定為咳嗽、咳痰、氣促等癥狀明顯緩解或輕微,體溫和血白細胞正常[2-3]。慢阻肺急性加重組患者治療前后分別采用 EBC 收集器 Ecoscreen(Erich JAEGER,德國耶格公司)收集 EBC。研究對象休息 15 min,采用 EBC 收集器進行 EBC 收集。收集 EBC 前受檢者用蒸餾水漱口 3 次。從 –10 ℃ 冰箱中取出制冷鋁管,組裝成 EBC 收集器。受檢者取坐位,經口、平靜潮式呼吸,收集時間為 10~15 min。采集過程中若發生咳嗽或噯氣時暫停收集,以防止唾液、胃內成分的污染。收集到 EBC 1~2 ml,分裝 EP 管中,凍存于 –70 ℃ 冰箱待測。
1.2.2 IL-17、IL-10 及 8-iso-pG 測定 采用酶聯免疫吸附法(ELISA)。使用 X-mark 酶標儀(美國 BIO-RAD 公司)檢測各組 EBC 中的 IL-17、IL-10 水平,試劑盒購自美國 Cayman chemical 公司。8-iso-PGELISA 檢測試劑盒購自上海萬疆生物科技有限公司,檢測過程嚴格按試劑盒說明書進行。
1.2.3 肺功能檢測 采用德國 JAEGER 耶格公司生產的肺功能儀測定慢阻肺患者第 1 秒用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)、第 1 秒用力呼氣容積占預計值百分比(FEV1%pred)、FEV1/FVC。
1.3 統計學分析
應用 SPSS 16.0 統計軟件進行統計學處理,呈正態分布的計量資料以均數±標準差( )表示,組間分析采用 t 檢驗,多組間比較采用方差分析。相關分析采用 Pearson 法或 Spearman 法。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 治療前后 EBC 中 IL-17、IL-10 和 8-iso-PG 水平的比較
慢阻肺急性加重組患者治療前后 IL-17、8-iso-PG 水平均較對照組升高,而 IL-10 水平均較對照組降低,差異均有統計學意義(P<0.05)。慢阻肺急性加重組患者治療后 IL-17、8-iso-PG 水平較治療前下降,而 IL-10 治療后水平升高,治療前后比較差異均有統計學意義(P<0.05)。結果見表 1。

2.2 治療前后 FEV1%pred 比較
慢阻肺急性加重組患者治療后肺功能指標 FEV1、FVC、FEV1%pred 較治療前改善。治療前后 FEV1%pred 分別為(47.29±7.68)%、(67.83±5.31)%,治療前后比較差異有統計學意義(P<0.01)。治療前后 FEV1、FVC、FEV1%pred 與對照組比較,差異均有統計學意義(P<0.01)。結果見表 1。
2.3 EBC 中 IL-17、IL-10、8-iso-PG 水平與 FEV1%pred 的相關性
慢阻肺急性加重患者治療前后 EBC 中 IL-17、IL-10、8-iso-PG 水平與 FEV1%pred 均無顯著相關性(P>0.05)。
3 討論
EBC 檢查是新近發展起來的評價氣道炎癥和氧化應激程度的一種新型無創手段,它具有安全、簡便、易行、重復性好等優點[4]。應用 EBC 檢測可協助肺部疾病診斷、嚴重程度評估、判斷療效及預后[5]。因此,可通過 EBC 中的 IL-17、IL-10、8-iso-PG 等因子來監測慢阻肺急性加重治療期間的氣道炎癥發展。本研究發現慢阻肺急性加重患者 IL-17、8-iso-PG 水平明顯升高,經過積極治療后則顯著回落;而 IL-10 水平則相反,慢阻肺急性期降低,治療后回升。這些炎性因子的變化與肺功能無顯著相關性。
IL-17 是近年來新發現的細胞因子,主要由 CD4+ T 細胞(Th17 細胞)產生,它是諸多炎癥因子的起始因子,具有強大的促炎癥特性。近年來研究發現 IL-17 在慢阻肺的發生、發展中具有一定的影響和作用。Di Stefano 等[6]研究發現,與不吸煙者相比,慢阻肺穩定期患者支氣管黏膜下 IL-17 陽性的免疫反應細胞數目增加,認為 IL-17 濃度增高可能是慢阻肺患者炎癥的一種標志。劉仁杰等[7]報道慢阻肺急性期和穩定期患者血清中 IL-17 濃度高于對照組。研究表明 IL-17 通過刺激 IL-6、IL-8、粒細胞集落刺激因子(GM-CSF)等中性粒細胞的促炎性細胞因子,促進中性粒細胞的募集、成熟和活化,因此在慢阻肺慢性氣道炎癥發展過程起了重要作用[8]。何小雙等[9]研究發現慢阻肺急性加重患者 EBC 中 IL-8、IL-17 濃度較慢阻肺穩定期高,但 IL-8、IL-17 水平與 FEV1%pred 無顯著相關性。本研究也發現慢阻肺急性加重患者治療前 EBC 中 IL-17 水平較治療后高,而治療后穩定期患者 EBC 中 IL-17 水平也較對照組高,由此進一步說明 IL-17 可能通過刺激促炎性因子在慢阻肺發生發展中起重要作用,可以作為反映慢阻肺患者病情嚴重程度的指標。IL-17 升高則可能歸因于支氣管黏膜下 IL-17 陽性的免疫反應細胞數目增加[6]。
與 IL-17 相反,IL-10 為抑炎因子,由單核巨噬細胞、T/B 淋巴細胞等多種細胞產生,可以抑制炎癥因子(如 GM-CSF)以及由抗原遞呈的抗炎細胞因子產生,還能抑制、破壞與肺彈性纖維有關的基質金屬蛋白酶。它參與免疫細胞、炎癥細胞等多種細胞的生物調節,在自身免疫性疾病、嚴重感染性疾病、腫瘤等多種疾病中發揮重要作用。IL-10 通過抑制單核-巨噬細胞增殖、粘附、激活多種炎癥介質的合成及釋放,能下調炎癥反應中的促炎因子,發揮下調炎癥反應[10]。慢阻肺的發病與其體內細胞因子的調控失衡密切相關[10],IL-10 作為一種抑炎因子參與慢阻肺的發生與發展[11]。Macdonald 等[12]報道 IL-10 發揮抑制作用,可抑制腫瘤壞死因子-α 及 IL-2 等促炎性細胞因子的合成及釋放。朱崢等[13]比較了慢阻肺急性加重期吸入激素及激素聯合 β 受體激動劑治療前后誘導痰 IL-10 的水平變化,結果治療后 IL-10 水平升高更為顯著。李小莉等[14]發現慢阻肺穩定期吸入沙美特羅替卡松 50/500 μg 治療期間 EBC 中 IL-10 表達水平動態升高。研究表明抑炎因子 IL-10 在肺炎、慢阻肺患者的支氣管肺泡灌洗液(BALF)、痰、血漿和肺組織中均有一定程度的升高[11]。在慢阻肺患者呼吸系統內,IL-10 濃度的升高可以抑制各種炎癥細胞因子的分泌,減輕氣道及肺實質內的炎性反應,并加速清除氣道及肺實質內的炎癥介質,減輕炎性反應對肺部組織的損傷,有利于慢阻肺病情的緩解[15]。本研究也發現慢阻肺急性加重患者經積極抗炎治療后 IL-10 表達水平升高,提示 IL-10 可能作為抗炎因子與體內促炎細胞因子相互作用,共同參與了慢阻肺的發生與發展。
8-iso-PG 是一類前列腺素的異構體,主要由氧自由基(ROS)催化細胞膜脂質的花生四烯酸的過氧化而產生。由于相對具有化學穩定性,不受高脂飲食的影響,且在幾乎所有的體液(包括血漿、尿液、腦脊液、EBC 等)中均能被檢測到,8-iso-PG 被認為是反映機體氧化應激水平的靈敏而準確的指標[16]。氧化應激、氧化/抗氧化失衡也是慢阻肺發病的重要機制之一,在慢阻肺急性加重期發現包括過氧化氫、乙烷和 8-iso-PG 在內多個氧化因素均升高,而在恢復期顯著下降[17],證明了氧化應激在慢阻肺氣道病變中的存在。Kostikas 等[18]曾對穩定期慢阻肺患者 EBC 中 8-iso-PG 及 H2O2 進行測定,發現兩者均高于正常對照組,而吸入糖皮質激素不能使 8-iso-PG 水平下降。但李小莉等[15]發現慢阻肺穩定期吸入沙美特羅替卡松治療期間 EBC 中 8-iso-PG 表達水平逐漸下降,且仍高于健康對照組。吸煙可引起下氣道的氧化應激,導致吸煙者 EBC 中的 8-iso-PG 水平明顯高于非吸煙者[19]。陳金亮等[20]研究顯示,EBC 中 8-iso-PG 的增高與慢阻肺急性加重有關,提示 8-iso-PG 還可作為慢阻肺氣道氧化應激的客觀指標。本研究也發現慢阻肺急性加重患者 8-iso-PG 水平明顯升高,經治療進入穩定期后則顯著下降,但仍高于非吸煙對照組。分析其機制,可能與經過積極抗炎、霧化等治療后,氣道炎癥細胞活性受抑制,釋放氧化物質減少,氧化應激程度減輕有關。具體機制主要是慢阻肺急性加重時,缺氧、細胞因子或炎癥介質等可刺激環氧合酶 2(COX-2)表達增加,而環氧合酶是前列腺素類物質(PGs)合成的限速酶,從而導致前列腺環素 E2(PGE2)升高,由此合成更多 8-iso-PG。目前研究表明,高水平的 8-iso-PG 在接受治療后顯著下降,這可能同細胞因子和炎性介質釋放較急性發作期減少有關[21]。而治療后 8-iso-PG 水平仍高于對照組,則可能與患者吸煙相關而導致氣道慢性氧化應激有關。此外,姚蘇梅等[22]還發現肺炎患者 EBC 和血清中的 8-iso-PG 濃度也明顯升高,且隨著治療時間增加而降低。這是因為當感染被控制后,導致巨噬細胞和中性粒細胞活化的病原體被消滅,體內的自由基也相應減少,氧化和抗氧化逐漸趨于平衡,氧化應激狀態隨即消失。這提示 EBC 和血清中 8-iso-PG 是評價臨床治療效果的一項有價值的指標。因此,8-iso-PG 可作為一個無創指標用于監測慢阻肺對藥物治療的反應并預示疾病的預后。
檢測 FEV1%pred 和 FEV1 的降低來反映肺功能的損害程度,是慢阻肺診斷及分級的重要標準。研究發現慢阻肺患者血清或 EBC 中各種細胞因子(如 IL-17)與 FEV1%pred 呈正或負相關[23]。我們的結果發現 IL-17、IL-10、8-iso-PG 與肺功能 FEV1%pred 無顯著相關關系。結果不一致可能的原因有:(1)EBC 的收集無統一的收集器和標準;(2)IL-17、IL-10、8-iso-PG 反映的是當前病程階段的炎癥和氧化應激的程度,而肺功能測試結果可能反映的是長期肺受損的后果,因此細胞因子表達要早于肺功能的下降;(3)研究樣本量相對小,且年老慢阻肺急性加重患者肺功能檢測時配合不佳。
本研究中慢阻肺急性加重患者 IL-17、8-iso-PG 水平顯著升高,經積極抗炎等治療后明顯降低。這說明氧化應激與氣道炎癥反應參與其中,且可能相互促進、相互抗衡。慢阻肺急性加重患者治療后 IL-17、8-iso-PG 水平依然高于對照組,表明慢阻肺的氣道炎癥是慢性持續存在的。治療后 IL-10 水平升高,提示慢阻肺穩定期抑炎因子可能保護性或防御性升高,發揮氣道抗炎作用。
綜上所述,IL-17、IL-10 和 8-iso-PG 參與了慢阻肺炎癥損傷和氧化應激,且慢阻肺急性加重期和穩定期均存在程度不同的炎癥損傷和氧化應激反應。EBC 中 IL-17、IL-10、8-iso-PG 水平可作為監測慢阻肺急性加重治療期間的氣道炎癥及氧化應激發展的重要指標。EBC 是目前熱門的無創檢測技術之一。與血清相比,應用 EBC 檢測慢阻肺急性加重患者的生物標志物,在慢阻肺急性加重病情監測及藥物療效評估中具有獨特的優勢,具有一定的應用前景。
慢性阻塞性肺疾病(簡稱慢阻肺)是一種常見而嚴重危害人類健康的呼吸系統疾病,病程長,患病率和病死率高。患者肺功能因為進行性惡化,而嚴重影響了患者的勞動能力和生活質量。慢阻肺目前居全球死亡原因的第 4 位[1]。慢阻肺的特征是氣流受限不完全可逆并呈進行性發展,可伴有氣道高反應性,其最突出的特征是持續性的氣道慢性炎癥[2]。慢阻肺無論是處于急性加重期還是穩定期,氣道炎癥都存在,只是程度不同。慢阻肺患者的發病與其體內細胞因子的調控失衡以及氣道氧化應激密切相關[3]。多項研究證實慢阻肺穩定期呼出氣冷凝液(EBC)中反映氣道炎癥、氧化應激的生物標志物高于健康人,而在慢阻肺急性加重期細胞因子水平則進一步升高。有關白細胞介素-17(IL-17)、IL-10、8-異前列腺素(8-iso-PG)與慢阻肺炎癥關系的臨床試驗較少,且多半局限于血清濃度的檢測,而未直接涉及到肺部炎癥的實際情況。本研究擬通過 EBC 中 IL-17、IL-10、8-iso-PG 濃度監測慢阻肺急性加重患者氣道炎癥的變化,探索相關炎性因子的變化及臨床意義。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
選擇 2015 年 3 月至 2016 年 8 月在深圳市第七人民醫院呼吸內科住院的慢阻肺急性加重患者30 例為慢阻肺急性加重組,均為吸煙或被動吸煙者;其中男 27 例,女 3 例;年齡 55~75 歲,平均年齡(67.4±7.7)歲。入選標準嚴格參照 2013 年中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組制訂的《慢性阻塞性肺疾病診療指南》診斷標準[2],據指南慢阻肺穩定期分組(A、B、C、D 組),男性患者中有 B 組 6 例,C 組 17 例,D 組 4 例;女性患者 3 例均為 C 組。排除標準:非慢阻肺急性加重的其他呼吸道疾病、人類免疫缺陷病毒(HIV)感染、不能配合、合并肺栓塞、充血性心力衰竭、氣胸、慢性腎功能衰竭長期透析患者。對照組 21 例,男 15 例,女 6 例;年齡 50~70 歲,平均年齡(63.1±7.3)歲;均來源于同期來我院體檢中心體檢的人群;均為非吸煙者;無慢阻肺病史,且近 2 個月無上呼吸道感染及肺部感染性疾病,胸部 X 線片、血常規、肺功能等檢查均正常。兩組年齡和性別情況差異無統計學意義。本研究通過了深圳市第七人民醫院倫理委員會的批準,所有研究對象經家屬簽署知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 EBC 收集 慢阻肺急性加重組按指南常規予以抗感染、解痙、平喘、口服和或霧化激素等治療 1~2 周達到慢阻肺緩解期。緩解期界定為咳嗽、咳痰、氣促等癥狀明顯緩解或輕微,體溫和血白細胞正常[2-3]。慢阻肺急性加重組患者治療前后分別采用 EBC 收集器 Ecoscreen(Erich JAEGER,德國耶格公司)收集 EBC。研究對象休息 15 min,采用 EBC 收集器進行 EBC 收集。收集 EBC 前受檢者用蒸餾水漱口 3 次。從 –10 ℃ 冰箱中取出制冷鋁管,組裝成 EBC 收集器。受檢者取坐位,經口、平靜潮式呼吸,收集時間為 10~15 min。采集過程中若發生咳嗽或噯氣時暫停收集,以防止唾液、胃內成分的污染。收集到 EBC 1~2 ml,分裝 EP 管中,凍存于 –70 ℃ 冰箱待測。
1.2.2 IL-17、IL-10 及 8-iso-pG 測定 采用酶聯免疫吸附法(ELISA)。使用 X-mark 酶標儀(美國 BIO-RAD 公司)檢測各組 EBC 中的 IL-17、IL-10 水平,試劑盒購自美國 Cayman chemical 公司。8-iso-PGELISA 檢測試劑盒購自上海萬疆生物科技有限公司,檢測過程嚴格按試劑盒說明書進行。
1.2.3 肺功能檢測 采用德國 JAEGER 耶格公司生產的肺功能儀測定慢阻肺患者第 1 秒用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)、第 1 秒用力呼氣容積占預計值百分比(FEV1%pred)、FEV1/FVC。
1.3 統計學分析
應用 SPSS 16.0 統計軟件進行統計學處理,呈正態分布的計量資料以均數±標準差( )表示,組間分析采用 t 檢驗,多組間比較采用方差分析。相關分析采用 Pearson 法或 Spearman 法。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 治療前后 EBC 中 IL-17、IL-10 和 8-iso-PG 水平的比較
慢阻肺急性加重組患者治療前后 IL-17、8-iso-PG 水平均較對照組升高,而 IL-10 水平均較對照組降低,差異均有統計學意義(P<0.05)。慢阻肺急性加重組患者治療后 IL-17、8-iso-PG 水平較治療前下降,而 IL-10 治療后水平升高,治療前后比較差異均有統計學意義(P<0.05)。結果見表 1。

2.2 治療前后 FEV1%pred 比較
慢阻肺急性加重組患者治療后肺功能指標 FEV1、FVC、FEV1%pred 較治療前改善。治療前后 FEV1%pred 分別為(47.29±7.68)%、(67.83±5.31)%,治療前后比較差異有統計學意義(P<0.01)。治療前后 FEV1、FVC、FEV1%pred 與對照組比較,差異均有統計學意義(P<0.01)。結果見表 1。
2.3 EBC 中 IL-17、IL-10、8-iso-PG 水平與 FEV1%pred 的相關性
慢阻肺急性加重患者治療前后 EBC 中 IL-17、IL-10、8-iso-PG 水平與 FEV1%pred 均無顯著相關性(P>0.05)。
3 討論
EBC 檢查是新近發展起來的評價氣道炎癥和氧化應激程度的一種新型無創手段,它具有安全、簡便、易行、重復性好等優點[4]。應用 EBC 檢測可協助肺部疾病診斷、嚴重程度評估、判斷療效及預后[5]。因此,可通過 EBC 中的 IL-17、IL-10、8-iso-PG 等因子來監測慢阻肺急性加重治療期間的氣道炎癥發展。本研究發現慢阻肺急性加重患者 IL-17、8-iso-PG 水平明顯升高,經過積極治療后則顯著回落;而 IL-10 水平則相反,慢阻肺急性期降低,治療后回升。這些炎性因子的變化與肺功能無顯著相關性。
IL-17 是近年來新發現的細胞因子,主要由 CD4+ T 細胞(Th17 細胞)產生,它是諸多炎癥因子的起始因子,具有強大的促炎癥特性。近年來研究發現 IL-17 在慢阻肺的發生、發展中具有一定的影響和作用。Di Stefano 等[6]研究發現,與不吸煙者相比,慢阻肺穩定期患者支氣管黏膜下 IL-17 陽性的免疫反應細胞數目增加,認為 IL-17 濃度增高可能是慢阻肺患者炎癥的一種標志。劉仁杰等[7]報道慢阻肺急性期和穩定期患者血清中 IL-17 濃度高于對照組。研究表明 IL-17 通過刺激 IL-6、IL-8、粒細胞集落刺激因子(GM-CSF)等中性粒細胞的促炎性細胞因子,促進中性粒細胞的募集、成熟和活化,因此在慢阻肺慢性氣道炎癥發展過程起了重要作用[8]。何小雙等[9]研究發現慢阻肺急性加重患者 EBC 中 IL-8、IL-17 濃度較慢阻肺穩定期高,但 IL-8、IL-17 水平與 FEV1%pred 無顯著相關性。本研究也發現慢阻肺急性加重患者治療前 EBC 中 IL-17 水平較治療后高,而治療后穩定期患者 EBC 中 IL-17 水平也較對照組高,由此進一步說明 IL-17 可能通過刺激促炎性因子在慢阻肺發生發展中起重要作用,可以作為反映慢阻肺患者病情嚴重程度的指標。IL-17 升高則可能歸因于支氣管黏膜下 IL-17 陽性的免疫反應細胞數目增加[6]。
與 IL-17 相反,IL-10 為抑炎因子,由單核巨噬細胞、T/B 淋巴細胞等多種細胞產生,可以抑制炎癥因子(如 GM-CSF)以及由抗原遞呈的抗炎細胞因子產生,還能抑制、破壞與肺彈性纖維有關的基質金屬蛋白酶。它參與免疫細胞、炎癥細胞等多種細胞的生物調節,在自身免疫性疾病、嚴重感染性疾病、腫瘤等多種疾病中發揮重要作用。IL-10 通過抑制單核-巨噬細胞增殖、粘附、激活多種炎癥介質的合成及釋放,能下調炎癥反應中的促炎因子,發揮下調炎癥反應[10]。慢阻肺的發病與其體內細胞因子的調控失衡密切相關[10],IL-10 作為一種抑炎因子參與慢阻肺的發生與發展[11]。Macdonald 等[12]報道 IL-10 發揮抑制作用,可抑制腫瘤壞死因子-α 及 IL-2 等促炎性細胞因子的合成及釋放。朱崢等[13]比較了慢阻肺急性加重期吸入激素及激素聯合 β 受體激動劑治療前后誘導痰 IL-10 的水平變化,結果治療后 IL-10 水平升高更為顯著。李小莉等[14]發現慢阻肺穩定期吸入沙美特羅替卡松 50/500 μg 治療期間 EBC 中 IL-10 表達水平動態升高。研究表明抑炎因子 IL-10 在肺炎、慢阻肺患者的支氣管肺泡灌洗液(BALF)、痰、血漿和肺組織中均有一定程度的升高[11]。在慢阻肺患者呼吸系統內,IL-10 濃度的升高可以抑制各種炎癥細胞因子的分泌,減輕氣道及肺實質內的炎性反應,并加速清除氣道及肺實質內的炎癥介質,減輕炎性反應對肺部組織的損傷,有利于慢阻肺病情的緩解[15]。本研究也發現慢阻肺急性加重患者經積極抗炎治療后 IL-10 表達水平升高,提示 IL-10 可能作為抗炎因子與體內促炎細胞因子相互作用,共同參與了慢阻肺的發生與發展。
8-iso-PG 是一類前列腺素的異構體,主要由氧自由基(ROS)催化細胞膜脂質的花生四烯酸的過氧化而產生。由于相對具有化學穩定性,不受高脂飲食的影響,且在幾乎所有的體液(包括血漿、尿液、腦脊液、EBC 等)中均能被檢測到,8-iso-PG 被認為是反映機體氧化應激水平的靈敏而準確的指標[16]。氧化應激、氧化/抗氧化失衡也是慢阻肺發病的重要機制之一,在慢阻肺急性加重期發現包括過氧化氫、乙烷和 8-iso-PG 在內多個氧化因素均升高,而在恢復期顯著下降[17],證明了氧化應激在慢阻肺氣道病變中的存在。Kostikas 等[18]曾對穩定期慢阻肺患者 EBC 中 8-iso-PG 及 H2O2 進行測定,發現兩者均高于正常對照組,而吸入糖皮質激素不能使 8-iso-PG 水平下降。但李小莉等[15]發現慢阻肺穩定期吸入沙美特羅替卡松治療期間 EBC 中 8-iso-PG 表達水平逐漸下降,且仍高于健康對照組。吸煙可引起下氣道的氧化應激,導致吸煙者 EBC 中的 8-iso-PG 水平明顯高于非吸煙者[19]。陳金亮等[20]研究顯示,EBC 中 8-iso-PG 的增高與慢阻肺急性加重有關,提示 8-iso-PG 還可作為慢阻肺氣道氧化應激的客觀指標。本研究也發現慢阻肺急性加重患者 8-iso-PG 水平明顯升高,經治療進入穩定期后則顯著下降,但仍高于非吸煙對照組。分析其機制,可能與經過積極抗炎、霧化等治療后,氣道炎癥細胞活性受抑制,釋放氧化物質減少,氧化應激程度減輕有關。具體機制主要是慢阻肺急性加重時,缺氧、細胞因子或炎癥介質等可刺激環氧合酶 2(COX-2)表達增加,而環氧合酶是前列腺素類物質(PGs)合成的限速酶,從而導致前列腺環素 E2(PGE2)升高,由此合成更多 8-iso-PG。目前研究表明,高水平的 8-iso-PG 在接受治療后顯著下降,這可能同細胞因子和炎性介質釋放較急性發作期減少有關[21]。而治療后 8-iso-PG 水平仍高于對照組,則可能與患者吸煙相關而導致氣道慢性氧化應激有關。此外,姚蘇梅等[22]還發現肺炎患者 EBC 和血清中的 8-iso-PG 濃度也明顯升高,且隨著治療時間增加而降低。這是因為當感染被控制后,導致巨噬細胞和中性粒細胞活化的病原體被消滅,體內的自由基也相應減少,氧化和抗氧化逐漸趨于平衡,氧化應激狀態隨即消失。這提示 EBC 和血清中 8-iso-PG 是評價臨床治療效果的一項有價值的指標。因此,8-iso-PG 可作為一個無創指標用于監測慢阻肺對藥物治療的反應并預示疾病的預后。
檢測 FEV1%pred 和 FEV1 的降低來反映肺功能的損害程度,是慢阻肺診斷及分級的重要標準。研究發現慢阻肺患者血清或 EBC 中各種細胞因子(如 IL-17)與 FEV1%pred 呈正或負相關[23]。我們的結果發現 IL-17、IL-10、8-iso-PG 與肺功能 FEV1%pred 無顯著相關關系。結果不一致可能的原因有:(1)EBC 的收集無統一的收集器和標準;(2)IL-17、IL-10、8-iso-PG 反映的是當前病程階段的炎癥和氧化應激的程度,而肺功能測試結果可能反映的是長期肺受損的后果,因此細胞因子表達要早于肺功能的下降;(3)研究樣本量相對小,且年老慢阻肺急性加重患者肺功能檢測時配合不佳。
本研究中慢阻肺急性加重患者 IL-17、8-iso-PG 水平顯著升高,經積極抗炎等治療后明顯降低。這說明氧化應激與氣道炎癥反應參與其中,且可能相互促進、相互抗衡。慢阻肺急性加重患者治療后 IL-17、8-iso-PG 水平依然高于對照組,表明慢阻肺的氣道炎癥是慢性持續存在的。治療后 IL-10 水平升高,提示慢阻肺穩定期抑炎因子可能保護性或防御性升高,發揮氣道抗炎作用。
綜上所述,IL-17、IL-10 和 8-iso-PG 參與了慢阻肺炎癥損傷和氧化應激,且慢阻肺急性加重期和穩定期均存在程度不同的炎癥損傷和氧化應激反應。EBC 中 IL-17、IL-10、8-iso-PG 水平可作為監測慢阻肺急性加重治療期間的氣道炎癥及氧化應激發展的重要指標。EBC 是目前熱門的無創檢測技術之一。與血清相比,應用 EBC 檢測慢阻肺急性加重患者的生物標志物,在慢阻肺急性加重病情監測及藥物療效評估中具有獨特的優勢,具有一定的應用前景。